Ъглови фуги на тръбопроводите чрез заваряване

В модерното строителство се използват различни видове тръби. Разбира се, технологията на заварените продукти зависи от технологията заваряване на тръби

Видове заварени връзки на тръби и части от тръбопроводи.

Тръбопроводите са заварени от край до край и могат да бъдат използвани за захранване на газ и течности. Те работят при различни температури на нагряване и налягане. Основните структурни елементи и видове заварени съединения са посочени в GOST 16038-80 за мед-никел и мед, GOST 16037-80 за стоманени тръбопроводи. Такива съединения са определени в GOST 5264-80 U1, те могат да се появят в стоманени колони, греди, резервоари и ферми. Особено се срещат в инженерните конструкции, котли, резервоари и тръбопроводи.

Заварените съединения при рязък и тъп ъгъл трябва да се извършват в съответствие с GOST 11534-75.

Този стандарт установява основните структурни елементи, видове и размери на структурни заварки и ниско легирана стомана въглерод, които се изпълняват чрез заваряване консуматив електрод с дебелина на металния да бъдат заварени към 60 мм във всички пространствени позиции, на мястото на заварените части на тъп или остър ъгъл. Изпълнението на изискванията на този стандарт е задължително.

Можем да различим няколко вида заварени съединения: задни съединители, Т-стави, обиколки и ъглови. Видът на заваръчните шевове може да варира в зависимост от вида на свързването. Обикновено ъгловият шев има вдлъбната или плоска понякога изпъкнала повърхност. Размерът на такъв шев е даден от крака, видим или изчислен. Ъгловите и задните шевове са едностранни и двустранни. Корковите шевове се отличават според формата на подготовката и размерите на ръбовете. Необходимо е да се провери перпендикулярността на равнината на рязане на тръбата по нейната ос, количеството на затъмняване и ъгъла на отваряне на шева при подготовката на фугите на тръбите за заваряване.

Височината на кърпата и дължината на шева при заваряване под различни ъгли

Ъгълът на наклона на електрода: a - в хоризонталната равнина - b - във вертикалната равнина

При ъгъл α 30, коефициентът е 3.73;

35 -3.17- 40 - 2.75 - 45 - 2.41 - 50 - 2.15 - 35 - 3.17 - 40 - 2.75 - 45 - 2.41 - 50 - 2.15 - 1.92 до 60 1.73 до 65 1.57 до 70 1.43 75 до 1.3 80 до 1.19 85 до 1.09 90 до 1.00 до 95.0, 92 до 100 0,84 до 105 0,77 до 110 0,7 до 115 0,64 120 до 0,58 125 до 0,52 130 до 0,47 135 до 0,41 1, 140 - 0.36 - 145 - 0.32 - 150 - 0.27 - 155 - 0.22 - 160 - 0.18 - 165 - 0.13 - 170 - 0.09 - 175 - 0.04;

Например: стойността на коефициента е 2,41 при заваряване на две тръби под ъгъл 45 ° с външен диаметър D = 520 mm, тогава стойността на разрязаната кърпа ще бъде равна на 1253 mm = 520 x 2,41

За да се изчисли дължината на шева, външният диаметър на тръбата се умножава по съответния коефициент:

под ъгъл α 30, коефициентът е 8.86;

35 - 7.7 - 40 - 6.8 - 45 - 6.2 - 50 - 5.7 - 55 - 5.29 - 60 - 4.96 - 65 - 4.7 - 4,27-80 - 4,1- 85 - 3,97 - 90 - 3,85 - 95 - 3,74 - 100 - 3,65 - 105 - 3,57 - 110 - 3,5 - 115 - 44 - 120 - 3,39 - 125 - 3,35 - 130 - 3,31 - 135 - 3,27 - 140 - 3,24 - 145 - 3,22 - 150 - 3,19 - 155 - 160 - 3.16 - 165 - 3.15-170 - 3.15 175 - 3.14;

Разликата в дебелината на стените на тръбите за заваряване и преместването на техните ръбове не трябва да надвишава 10% от дебелината на стената и не трябва да е по-голяма от 3 mm. Следва да се осигури еднакво разстояние тръбни връзки и 2-3 мм между съединените ръбове на елементите, които ще бъдат съединени.

Опции за шев на различни позиции

Положението на електрода при заваряване в лодката: a - заваряване в симетрична "лодка" - b - заваряване в асиметрична <лодка>- c - пространствената позиция на електрода

Ъгловите връзки могат да бъдат направени в долната позиция. Бъркат ъглите "в асиметрична лодка" и "в симетрична лодка". За да се избегне подбиване и неразрушаване на ръбовете, заваряването "в лодката" трябва да се извършва с електрод, с допустимата опора на върха на ръбовете. Ако приложението на заваръчни шевове се извършва с наклонен електрод, заваряването трябва да се извърши с "ъглово затваряне". Ъгловите шевове с крака, по-големи от 10 мм, без скосяване на ръбовете, се правят в един слой със закъснение в корена на шева чрез напречни движения на електрода с "триъгълник".

Заваряването на съединителните връзки на заваръчните шевове в долната позиция се извършва от електроди в един слой с диаметър до 5 mm без напречни вибрации. За да се постигне топене на ъгловата става, първата ролка (коренният ъгъл) трябва да бъде направена с електрод с диаметър 3 mm при максималния ток, в зависимост от дебелината на метала 95-120 A.

Преди сглобяването на съединените тръби с дължина от 15 до 20 мм, те се почистват от мръсотия, ръжда, мащаб и масло. Неразделна част от заварения шев е лепило. При заваряване на тръбите, лепилото се извършва на 4 места по кръг с диаметър до 300 mm равномерно с 50 mm дължина на фугата и височина от 3 до 4 mm всяка. Когато се заваряват тръби с диаметър повече от 300 мм, диаметърът на лепилото се разпределя равномерно на всеки 250 - 300 мм по цялата обиколка на фугата.

Съществуващите методи за заваряване могат да бъдат разделени на 2 групи. Първата група включва методи за заваряване, когато металите в твърдо състояние са заварени заедно в пластмасова деформация, често с допълнително нагряване. Втората група включва методи за топене в мястото на свързване.

Основни видове заваряване

Arc заваряване - взаимосвързаността на разтопените метали с електрическа дъга;

1. Arc - връзка между разтопените метали посредством електрическа дъга;
2. Електромагнит - стопяване на метал се дължи на топлината, произведена от развиващия се електрически ток, който преминава през разтопената шлака;
3. Ултразвукова - ултразвуковите колебания от преобразувателя до работния връх се предават по вълновия водач. Под въздействието на ултразвукови вибрации и вертикални компресивни сили, сили на триене възникват в обработваемите детайли, които са достатъчни за получаване на заваръчна връзка;
4. Контакт - налягане. Свързаните заготовки са захванати с електроди и под въздействието на заваръчния ток в контактната зона има силно нагряване и компресия на обработваните детайли, което води до заваръчна връзка;
5. Лазерно заваряване със светлинен лъч, което се получава от специални твърди и газови радиатори. Такова лазерно заваряване може да се извърши във въздуха на разстояние от генератора. Лазерното заваряване се извършва с лазерен лъч, който загрява и разтопява метала. Енергията на лазерния лъч е концентрирана в малка площ. Гредата има определена дължина на вълната и честота, поради което тя се фокусира точно върху оптичните лещи, тъй като ъгълът на пречупване в лъчата леща е постоянен.

Процесът на лазерно заваряване - дълбоко проникване на метал от лазерен лъч - е подобен на процеса на заваряване с електронен лъч. Концентрираното лазерно лъчение влияе върху повърхността на метала и в резултат на варенето и топенето на метала се образува канал за парен газ, който се счита за приблизително линеен източник на нагряване. По този начин, лазерното заваряване може да се извърши без да се използват допълнителни материали за пълнене, което води до висока скорост на процеса.

Най-добре е да разделите лазерното заваряване на 2 вида: точка и шев

Заварената става за лазерно заваряване съответства на якостта на основния метал с минимална заваръчна деформация на заварените продукти

Spot - най-често се използва в микроелектрониката. С помощта на лазерно заваряване можете да постигнете висока точност при заваряването на най-малките елементи. За такива заварки се използват предимно импулсни лазери в твърдо състояние.

Зашиването на едно и също лазерно заваряване се използва за получаване на херметично съединение и надеждна механична връзка. При заваръчни шевове се използват лазери, които работят в импулсен режим или в непрекъснат режим.

Лазерното заваряване се различава от другите видове тесни зони на топлинно влияние поради високата скорост на заваряване. Завареното съединение съответства на якостта на основния метал, с минимална заваръчна деформация на заварените продукти. Лазерното заваряване се извършва без вакуумни камери. Възможно е да се заваряват материали от най-широк спектър - от висококачествени и високо легирани стомани до сплави на титан и мед, стъкло, керамика, пластмаси и различни съединения в различни пространствени позиции на труднодостъпни места. Също така е възможно да се извършат връзки от такива видове, които просто не могат да се заваряват с традиционния метод на заваряване. По този начин лазерното заваряване сега заслужава да бъде наречено най-обещаващата технология в заваръчните операции.

За лазерно заваряване се използват два вида лазери: твърдо състояние и газ

Лазерна схема за твърдо състояние

Твърдите лазери, поради малката си мощност, могат да бъдат заварени само малки детайли с малка дебелина, най-често те са обекти на микроелектрониката. За съвременните телевизори са заварени лазерно заварени затворени катоди на кинескопните тръби. Газовите лазери са по-мощни, обикновено използват CO2 + N2 + He (смес от газове) като активно тяло. Газът се изпомпва от помпата от цилиндрите през тръба за изпускане на газ. Изтичането на електричество между електродите се използва за енергично възбуждане на газа. Огледала се поставят в краищата на газоразрядната тръба. Електродите са свързани към захранването. Водната система охлажда лазера.

Най-мощните са газо-динамичните лазери. В тази работа се използват газове, нагрявани до 1000-3000 К. Газ със свръхзвукова скорост протича през дюзата Laval, след което се извършва адиабатично разширение и охлаждането се осъществява в зоната на резонатора. След това възбудените молекули на въглеродния диоксид преминават към по-ниско енергийно ниво и отделят последователно излъчване.

Предимства на лазерното заваряване

Икономическите съображения затрудняват използването на лазерно заваряване, технологичните лазери все още са скъпи, така че областта на приложение на лазерното заваряване е внимателно подбрана. Лазерното заваряване е рентабилно, ако е необходимо значително да се увеличи производителността, тъй като неговата скорост може да бъде няколко пъти по-висока от традиционните методи.

Лазерното заваряване има предимства, които не са присъщи на други методи за заваряване. Лазерът може да бъде разположен на голямо разстояние от мястото на заваряване, което в много случаи дава икономически ефект. Например, за да се ремонтират тръбопроводи, разположени на дъното на резервоара, има лазерна заваръчна машина. Преместването на количката с въртящо се огледало вътре в тръбата и лазерът е в края на участъка на тръбопровода, изпращайки лъч в тръбата, което позволява лазерно заваряване без повдигане на тръбопровода към повърхността.